宇宙的温度是怎么测量出来的呢?
人类科技越来越发达,现在已经把发展伸向了宇宙,而在宇宙中危险重重,什么黑洞、小行星碰撞还有一些被遗弃的航天用具,也称之为流浪天体;主要的危险还是宇宙中的温度,也就是太阳,太阳的温度在逐渐升高。
从宏观角度上来看,温度是表示物体冷热程度的一个物理量,而从微观角度上来说,温度则是表示物体微观粒子运动的剧烈程度,总的一句话来说,温度指的就是这些分子不规则的热运动,也被称为布朗运动 。
根据科学家们分析发现,在太阳表面温度可以高达6000摄氏度,而目前地球上熔点最高的物质是铪合金,在标准大气压之下它的熔点为4200 。大约20亿年后,它将热到使地球上的海洋沸腾,蒸发掉地球上的所有水,生命将无法在那时的地球上生存。
1.宇宙最高温度——绝对热度
目前已知的最高温度约为1.42亿亿亿亿度,即诞生于大爆炸时的瞬间温度,这也被称为普朗克温度,而且量子力学给出的温度上限就是普朗克温度——绝对热度。宇宙大爆炸理论是现在最主流的宇宙来源理论,并且还有星体红移现象和宇宙微波背景辐射等天文观测证据的支持,按照宇宙大爆炸理论,宇宙应该是诞生于138亿年前的一次大爆炸,在宇宙最初的时候只是能量奇点。一般理论认为这个奇点没有空间,宇宙半径尺寸趋近于零,但它却被科学家们认为其集合了宇宙中所有的物质和能量,被看作是一个密度无限大,热量无限大,温度无限高,压力无限大,时空曲率无限大,体积无限小的一个"点",就这样,宇宙间所有的物质和能量全部都挤压在这样一个高压的环境中,而在奇点发生爆炸的一瞬之间,所有的物质和能量被释放了出来,也就是在这一时刻,宇宙最高温诞生了。
2.宇宙最低温度——绝对零度
绝对零度是热力学上的最低温度,是一种理论上的最低的温度。在热力学的描述中,温度的单位是开尔文(K),所以绝对零度的数值就是0K,如果换算成摄氏度的话,为—273.15摄氏度。这是根据理想气体状态方程推导出来的,也是理想气体的分子停止运动时的温度,而绝对零度之所以有两个小数点,这是由其本身的定义而决定的,1 K 被定义为绝对零度和纯水三相点温差的273.16分之一,因为水的三相点的温度正好是0.01 ,所以0 K 就是-273.15 。
我们科学家们发现布莫让星云的温度只有—272摄氏度,可以看出这个温度只比绝对零度高了1.15 ,也是目前已知宇宙中最冷的地方,因此布莫让星云也被称为"宇宙冰盒子"。后来为了制造出更低的温度,我们人类制造出了液氦,科学家们通过利用液氦蒸发的方法制造出了更低的一个温度,达到—273 左右,而这个制造出的最低温与绝对零度只有0.1 左右的差距,不过这0.1左右的差距是难以跨越的。最低极限即绝对零度,—273.15摄氏度,这是一个永远也不可能达到的极限,除非原子完全静止,没有任何运动。
但是根据量子力学效应这根本是不可能达到的,由于我们空间中的能量交换每时每刻都在进行的,而绝对零度只是一种理想情况,因此绝对零度只能无限接近,不可能达到。
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